Приведение изображения светила к горизонту может быть выполнено двумя путями. Первый приём - «с установкой приближённой высоты»

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОТ СВЕТИЛ И ИХ ИСПРАВЛЕНИЕ

Отсчёт секстана состоит из двух частей: градусов, которые снимаются с лимба по индексу алидады, и минут, которые снимаются с отсчётного барабана. Цена деления барабана —Г. Десятые доли минуты определяются «на глаз». Например, ОС=35° 48,2'.

Измерение высот должно происходить строго в вертикале светила, в противном случае получаются завышенные значения высот. Процесс измерения состоит из трёх операций: приведение изображения светила к горизонту, отыскание вертикала светила, совмещение изображения светила с горизонтом с одновременной фиксацией момента.

В комплекте секстана имеется две трубы. Короткая, но с большим полем зрения - ночная труба. Она даёт прямое изображение. Длинная, более узкая — дневная труба. Она даёт перевёрнутое изображение и имеет крест нитей. Дневная труба даёт шестикратное увеличение, в то время, как ночная — только четырёхкратное. За счёт этого измерения высот Солнца в полтора раза точнее измерения высот звёзд.

Этим приёмом пользуются, когда заранее известна приближённая высота, например, при подборе светил с помощью звёздного глобуса. На секстане устанавливают отсчёт, равный высоте светила, с помощью пеленгатора компаса находят направление на вертикал светила и становятся лицом по этому направлению. Наводят трубу на точку горизонта под светилом и, слегка покачивая секстан и вращая отсчётный барабан в одну и другую сторону, отыскивают в поле зрения светило.

Второй приём - «разведение от нуля». Этим приёмом пользуются, когда светило на небе найдено, например, Солнце. В этом случае устанавливают алидаду и отсчётный барабан на «О» и наводят трубу на светило. В поле зрения должны быть видны два изображения - прямовидимое и дважды отражённое. Затем осторожно отсоединяют микрометрический винт от зубчатой рейки стопорным устройством и плавно отодвигают от себя алидаду. Дважды отражённое изображение пойдёт вверх. Чтобы оно не ушло из поля зрения, трубу начинают плавно опускать к горизонту. Прямовидимое изображение уйдёт из поля зрения и останется только дважды отражённое. Продолжая удерживать его в поле зрения, опускают трубу, пока в стекле малого зеркала не покажется горизонт. После этого отпускают рычажки стопорного устройства и дальше светило подводится к горизонту отсчётным барабаном.

Если измеряется высота Солнца, перед наблюдениями следует подобрать светофильтры большого и малого зеркала. Чтобы было легче ориентироваться, их можно подобрать разными по цвету. После того, как в поле зрения останется только дважды отражённое изображение Солнца, светофильтры малого зеркала надо убрать, чтобы был виден горизонт. Делать это надо аккуратно, чтобы не упустить из поля зрения изображение Солнца.

При небольших высотах Солнца под ним образуется дорожка. В этом случае перед малым зеркалом оставляется светофильтр, делающий горизонт хорошо видимым.

2.Второй этап - отыскание вертикала светила. Для этого секстаном слегка водят по горизонту в одну и другую сторону. При этом светило описывает пологую пара болу (рис. 2.13 а). Направление, в котором светило находится в самой нижней точке, и есть направление на вертикал.

Заметим, что изображение светил надо удерживать на границе зеркала и стекла малого зеркала.

3.После того, как найден вертикал светила, вращая отсчётный барабан, совмещают изображение светила с горизонтом, одновременно покачивая секстан вокруг горизонтальной оси или покачиваясь в поясе влево и вправо. При этом светило будет описывать более крутую параболу. В момент, когда светило, описывая параболу, коснётся горизонта, фиксируется момент времени. Делается это с помощью секундомера, как описано в разделе 2.4.

Совмещение изображения светила и горизонта - наиболее ответственный момент измерения высоты. От точности совмещения зависит во многом точность определения места судна. Так как высота светила всё время изменяется, нельзя остановить вращение барабана, чтобы удостовериться в точности совмещения. Каждое последующее касание делается при новом отсчёте барабана. Поэтому из нескольких совмещений выбирается наиболее точное, когда касание происходит в самой нижней точке (рис. 2.13 6).

Особенностью измерения высот Солнца, кроме применения светофильтров, является совмещение либо верхнего (рис. 2.13 г), либо нижнего (рис. 2.13 в) края Солнца. Обычно совмещают нижний край, так как тонкая полоска неба между горизонтом и диском Солнца видна лучше, чем полоска воды.

Перед началом наблюдений необходимо: приготовить все предварительные записи, завести секундомер, протереть оптику секстана, определить его поправку индекса. Если температура воздуха в штурманской рубке и наружного воздуха значительно отличаются, секстан заблаговременно надо вынести на крыло мостика.

Для уменьшения влияния случайных погрешностей измерения и определения возможных промахов рекомендуется измерять серию из трёх высот светила с последующим осреднением и отсчётов секстана, и моментов по хронометру.

Точность измерения высот секстаном характеризуется средней квадратической погрешностью измерения. Если измеряемый угол остаётся неизменным, как, например, горизонтальный угол между маяками или вертикальный угол на маяк со стоящего на якоре судна, то для вычисления средней квадратической погрешности измерения (СКП) достаточно было бы измерить серию углов и подсчитать СКП по формуле Бесселя. Но высоты светил непрерывно изменяются и из-за вращения небесной сферы, и из-за движения самого судна. Поэтому для осреднения высот их нужно приводить к одному моменту и одному зениту. Приведение к одному моменту производится по формуле:

где Ah - изменение высоты в угловых минутах за д Т секунд време-

[;

<р - широта места;

А - азимут светила. Приведение к одному зениту производится по формуле:

где Д h_z - приведение к одному зениту за ΔТ секунд времени;

ИК - истинный курс суда, V- скорость судна в узлах. Объединяя эти формулы, общее изменение высоты под действием суточного вращения небесной сферы и движения судна можно записать:

Δh = (0,25 cos φsin А + 0,00028 V cos (А -ИК)) Δ Т (2.9)

Если точность измерения высот определялась на берегу или на судне, стоящем на якоре, второе слагаемое в скобках формулы (2.9) будет отсут­ствовать.

и умножается на коэффициент, выбранный из табл. 2.1 по числу измерений п:

где т — СКП измерений; к - коэффициент из табл. 2.1.

Вместо расчёта СКП по формуле Бесселя можно воспользоваться бо­лее простым способом размаха. В этом случае рассчитывается размах R по

приведем пример расчета икн измерения высот.

Пример 2.6. Находясь в широте 43°jV, следуя ИК=227° со скоростью 14 узлов, измерили серию высот Солнца. Моменты по хронометру и отсчё­ты секстана записаны в колонках 2 и 5 табл. 2.2. Осреднённый круговой азимут Солнца А=\ 19°. Определить точность измерения высот Солнца.

Решение. Подставляя в формулу (2.9) (р, А, ИК, Ки д 7°=!, рассчита­ем изменение высоты за 1 секунду времени с помощью калькулятора:

Д/г,^с= O,25cos 43° sin 119°+ 14X0,00028cos (119°-227°) = +0,1587'

Расчёты по этой формуле надо вести, как минимум, до четвёртого знака после запятой, азимут использовать только круговой, т.е. ИП.

Затем рассчитываются промежутки времени в секундах между по­следним моментом и каждым и записываются в колонку 3. Умножая из­менение высоты за 1 секунду +0,1587' на д 2" из третьей колонки, получаем общее изменение высоты и записываем в колонку 4.

После этого, складывая значения из колонки 4 с измеренным отсчётом в колонке 5, получаем приведённый отсчёт секстана, который записываем в колонку 6

Просмотр значений в колонке 6 показывает, что явных промахов в измерениях нет. Рассчитываем размах:

R = 37° 19,5'-37° 18,1'=1,4'.

Из табл. 2.1 для п = 7 выбираем к - 0,370 и рассчитываем СКП измерения высот:

от = 0,370x1,4'= 0,5'.

После расчета СКП можно с большей уверенностью определить наличие или отсутствие промаха в измерениях. Промахом называется измерение, выполненное с отклонением от среднего более, чем на 3 т. Рассчитываем среднее из приведенных отсчетов секстана: ср ОС_пр= 37° 18,8'. И минимальное пятое, и максимальное седьмое измерения отличаются от среднего на 0,7'. Это меньше, чем З т от = 1,5'. Значит, промахов в измерениях нет.

СКП измерения высот можно определить проще, без приведения к одному моменту и одному зениту. Делается это графически. На листе миллиметровой бумаги строится график. По оси х откладываются моменты измерения, а по оси у — высоты. Затем через полученные точки на глаз проводится прямая таким образом, чтобы количество точек над ней и под ней было равным. С графика снимаются расстояния до прямой от наиболее удаленных точек над и под прямой. Эти расстояния складываются и дают размах, с помощью которого по формуле (2.10) подсчитывается СКП измерений.

Для штурмана, имеющего навык астрономических наблюдений, при хорошем горизонте СКП измерения высот Солнца составляет 0,5', СКП измерения высот звезд - 0,7'.